脑缺血啮齿类动物模型的制备方法

脑缺血啮齿类动物模型的制备方法

一、啮齿类动物全脑缺血模型

研究表明，人类约50％心跳骤停的幸存者会的运动或认知功能障碍。啮齿类动物急性全脑缺血模型可以模拟心跳骤停造成的选择性脑损害。目前多采用沙鼠制备这种模型，沙鼠缺少完整的Willis动脉环，结扎或者夹闭双侧颈内动脉即可制作急性全脑缺血模型，移除动脉夹可以实现再灌注。沙鼠全脑缺血模型制作方法简单，造模后沙鼠的海马区神经元改变与人类心跳骤停后海马CA1区神经元的改变具有相似性，24h后的病理生理过程也非常近似，现广泛用于神经元迟发性死亡研究和神经保护剂的筛选。电凝或结扎双侧椎动脉，24h后阻断双侧颈总动脉可建立四血管阻断法的啮齿类动物全脑缺血模型。四血管阻断法建立模型过程是将动物麻醉后24h，在动物清醒状态下通过症状、体征判断模型动物的脑梗死程度。模型稳定性高，病理改变充分，海马、丘脑、尾状核、皮质记忆区受损严重，可以模拟血管性痴呆的发病机制，主要用于神经保护药的评价研究。慢性全脑缺血模型的脑白质损害与影像学所见人类脑白质病变相似，广泛应用于脑白质损害的相关研究。主要采用大鼠双侧颈内动脉阻断方法，虽然存在基底动脉的代偿机制和Willis环侧支循环开放，但是仍会逐渐形成慢性全脑低灌注的状态。该模型的脑白质损害与人脑白质疏松相似，模型动物的痴呆发生率达83％，主要用于痴呆的病理生理学研究。Shibata等对此模型进行了改进。建立了双侧颈总动脉狭窄模型。通过旋转使内径0.18mm、长2.5mm的弹簧圈缠绕在颈总动脉外部，成功造成颈总动脉狭窄。与双侧颈动脉结扎相比，改进模型的脑血流下降缓慢，不造成视觉通路损害。

二、啮齿类动物局灶性脑缺血模型

与全脑缺血模型相比，局灶性脑缺模型可形成特定部位的脑梗死，对全身影响较小，自发性高血压与人类脑梗死发病情况更为相似。目前应用也更广泛。目前应用较多的有开颅闭塞法、线栓法和血栓栓塞法。

(一)开颅闭塞法

开颅闭塞法造模效果可靠，重复性好，曾被认为是标准的脑缺血模型，但作为一种有创的模型制作方法，容易破坏脑组织，需要较高的手术技巧。多位学者采用多种方式结扎大脑中动脉后制备啮齿类动物脑缺血模型。Ma等改进电凝制备模型的方法，选择电凝大脑中动脉近心端，建立了重复性良好的小鼠脑缺血模型，获得了更大的脑梗死体积和稳定的神经功能缺损。Kuraoka等证实，堵塞小鼠大脑中动脉远端造模较颈内动脉结扎造模稳定性更好，实验动物死亡率低，是一种理想的小鼠脑缺血造模方法。

(二)线栓法

线栓法无需开颅手术，操作简单，成功率高，缺血部位恒定，可以准确控制缺血-再灌注时间，已取代开颅法成为应用为广泛的大脑中动脉闭塞方法。目前，多数研究均采用 Longa等提出的大脑中动脉阻塞模型的制作方法。或在此方法基础上稍作改进后制作模型。阻塞大脑中动脉、后交通动脉、颈内动脉分支。Woitzik等研究表明，选择性阻断大脑中动脉、后交通动脉、颈内动脉均具有良好的重复性，但选择性大脑中动脉阻塞模型在24h内梗死体积增加明显，适合进行神经保护药物的研究。线栓法模型的重复性好，但仍要严格控制混杂因素，操作上微小的差异便会造成造模效果上的不同。线栓法改进研究表明，不分离翼腭动脉，减少对迷走神经的牵拉，及时补充能量能降低动物死亡率。线栓的直径、表面涂层，特别是末端平滑度对栓塞效果有决定性影响。以往的研究中采用硅涂层线栓、胶涂层线栓、末端熔化圆钝线栓等类型。近一项报道显示，石蜡涂层线栓的建模成功率达100％，与裸露尼龙线栓相比，梗死体积更大，模型动物死亡率更低，是一种新型可靠的大脑中动脉缺血模型的制作方法。

(三)血栓栓塞法

多数的人类脑缺血来源于血栓栓塞，血栓栓塞模型接近人类脑缺血的实际情况，并且可以用来探索溶栓机制、进行溶栓药物研究，具有其他模型不能比拟的优势。由于大鼠纤维蛋白溶解系统的敏感性较人类差。以往的溶栓实验均使用高于人类溶栓剂量的重组人组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)剂量。近的研究表明，血栓栓塞45min后给予低剂量(0.9mg/kg) rt-PA的溶栓一样会使血管再通，减少梗死体积和减轻脑水肿。另一项研究证实，制备模型后4h，rt-PA(10mg/kg)溶栓会增加梗死体积和出血转化风险。以往血栓栓塞，溶栓模型主要使用大鼠，近一项研究使用小鼠。经颞叶开颅，向大脑中动脉注射凝血酶，造成原位血栓并成功溶栓。方法在梗死形成、血流阻断和神经功能缺损方面重复性高，并且成功溶栓，开辟了小鼠血栓栓塞-溶栓模型这一新领域。